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8月24日，小米在玄戒芯片技术沟通会上正式发布玄戒O3，官方称这是小米为最高端产品打造的"AI旗舰SoC"，同场还发布了AI加速芯片O100和车载算力芯片D100。
玄戒O3基于3nm工艺打造，集成240亿晶体管，芯片面积133mm²，CPU采用十核全大核架构，包括2颗C1-Ultra超大核、4颗C1-Premium超大核和4颗C1-Pro大核，最高主频4.35GHz，CPU性能较玄戒O1提升60%。
GPU首发16核G2-Ultra NX图形处理器，这是ARM目前最新的GPU架构，支持第三代光线追踪，GPU性能提升85%，功耗降低64%。
缓存方面，玄戒O3 CPU包含12MB L2缓存和16MB L3缓存，以及16MB SLC系统级缓存，总共44MB，GPU和NPU另有独立缓存共16MB，全芯片缓存总量60MB。
同时玄戒O3是全球首个支持LPDDR6的移动处理器，带宽达113.8GB/s，相比玄戒O1提升48%，采用统一融合总线架构和顶层金属走线技术，静态时延为 82ns。
与同样采用ARM架构的天玑9500相比，玄戒O3的纸面规格更强，CPU部分多了2颗超大核（1颗C1-Ultra和1颗C1-Premium），主频高0.14GHz，缓存多11MB。GPU方面，天玑9500为12核G1-Ultra，玄戒O3为16核G2-Ultra NX，规模更大且架构更新。
不过玄戒O3的晶体管密度低于天玑9500约15%——240亿晶体管对应133mm²，而天玑9500为300亿以上晶体管对应140.57mm²，这可能与外挂基带设计或性能库使用比例有关，具体原因有待小米官方说明。
NPU方面，玄戒O3架构全面重构，拥有200TOPS张量算力和3.13TFLOPS向量算力，端侧AI性能提升45%，专为小米MiMo端侧大模型优化，芯片还实现了全模块All in AI，CPU增加双SME2加速单元、GPU新增8颗NX神经网络加速器、ISP内置AINR单元，覆盖端侧AI推理、硬件超分插帧和夜景视频降噪等场景。
ISP方面，玄戒O3搭载小米第五代旗舰架构，单摄最大支持 4.32 亿像素，三摄最大 64M+64M+50M，支持 4K60FPS AINR 夜景视频。
安全方面，玄戒O3内置自研 RISC-V 安全核心，通过了国密和 CCRC EAL5+ 双认证。
小米同时宣布，小米 18 Fold 折叠屏将首发玄戒 O3，9 月正式上市，小米平板 9 Pro Max 也将同步搭载。
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